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;;;;;; Projecto de IA 2013/2014 ;;;;;;
;;;;;; ;;;;;;
;;;;;; Grupo 45 ;;;;;;
;;;;;; ;;;;;;
;;;;;; Carlos Martins 57789 ;;;;;;
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;;; ;;;
;;; Estrutura posicao ;;;
;;; ;;;
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(defstruct posicao linha coluna)
(defun cria-posicao (linha coluna)
(make-posicao :linha linha :coluna coluna))
(defun posicoes-iguais-p (pos1 pos2)
(cond ((and (= (posicao-linha pos1) (posicao-linha pos2))
(=(posicao-coluna pos1) (posicao-coluna pos2)))
T)
(T NIL)))
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; ;;;
;;; Estrutura fio ;;;
;;; ;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
(defstruct fio id origem destino)
(defun cria-fio (id origem destino)
(make-fio :id id :origem origem :destino destino))
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; ;;;
;;; Estrutura tabuleiro ;;;
;;; ;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
(defstruct tabuleiro linhas colunas fios moedas)
(defun cria-tabuleiro (linhas colunas &optional (fios '()) (moedas '()))
(make-tabuleiro :linhas linhas :colunas colunas :fios fios :moedas moedas))
(defun copia-tabuleiro (tabuleiro)
(cria-tabuleiro (tabuleiro-linhas tabuleiro) (tabuleiro-colunas tabuleiro) (mapcar #'copy-structure (tabuleiro-fios tabuleiro)) (mapcar #'copy-list (tabuleiro-moedas tabuleiro))))
(defun tabuleiro-fio-com-id (tabuleiro id)
(let ((res))
(dolist (el (tabuleiro-fios tabuleiro) res)
(cond ((= id (fio-id el)) (setf res el))))))
(defun tabuleiro-fios-posicao (tabuleiro posicao)
(let ((res))
(dolist (el (tabuleiro-fios tabuleiro) res)
(cond ((or (posicoes-iguais-p posicao (fio-origem el))
(posicoes-iguais-p posicao (fio-destino el)))
(setf res (nconc res (list el))))))))
(defun tabuleiro-moeda-posicao (tabuleiro posicao)
(let ((res))
(dolist (el (tabuleiro-moedas tabuleiro) res)
(cond ((posicoes-iguais-p posicao (cdr el)) (setf res (car el)))))))
(defun tabuleiro-total-moedas (tabuleiro)
(let ((res 0))
(dolist (el (tabuleiro-moedas tabuleiro) res)
(incf res (car el)))))
(defun tabuleiro-adiciona-fio! (tabuleiro pos1 pos2)
(let ((acc 1) (tmp))
(cond ((not (eq (tabuleiro-fios tabuleiro) nil)) (incf acc (fio-id (car(last (tabuleiro-fios tabuleiro)))))))
(setf tmp (cria-fio acc pos1 pos2))
(setf (tabuleiro-fios tabuleiro) (nconc (tabuleiro-fios tabuleiro) (list tmp)))))
(defun tabuleiro-adiciona-moeda-posicao! (tabuleiro posicao valor)
; (let ((moedas (tabuleiro-moedas tabuleiro)))
(cond ((or (not(tabuleiro-moeda-posicao tabuleiro posicao)) (eq(tabuleiro-moedas tabuleiro) NIL))
(setf (tabuleiro-moedas tabuleiro) (nconc (tabuleiro-moedas tabuleiro) (list (cons valor posicao)))))
(T (dolist (el (tabuleiro-moedas tabuleiro))
(cond ((posicoes-iguais-p (cdr el) posicao) (setf (car el) valor)))))))
(defun tabuleiro-remove-fio-com-id! (tabuleiro id)
(setf (tabuleiro-fios tabuleiro) (remove (tabuleiro-fio-com-id tabuleiro id) (tabuleiro-fios tabuleiro))))
(defun tabuleiro-remove-moeda-posicao! (tabuleiro posicao)
(let ((res))
(dolist (el (tabuleiro-moedas tabuleiro) res)
(cond ((not (posicoes-iguais-p (cdr el) posicao)) (setf res (nconc res (list el))))))
(setf (tabuleiro-moedas tabuleiro) res)))
;; (setf (tabuleiro-moedas tabuleiro) (remove (cons (tabuleiro-moeda-posicao tabuleiro posicao) posicao) (tabuleiro-moedas tabuleiro))))
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;;; ;;;
;;; Estrutura jogo ;;;
;;; ;;;
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(defstruct jogo tabuleiro jogador pontos-jogador1 pontos-jogador2 historico-jogadas)
(defun cria-jogo (tabuleiro &optional (jogador 1) (pontos-jogador1 0) (pontos-jogador2 0) (historico-jogadas '()))
(make-jogo :tabuleiro tabuleiro :jogador jogador :pontos-jogador1 pontos-jogador1 :pontos-jogador2 pontos-jogador2 :historico-jogadas historico-jogadas))
(defun copia-jogo (jogo)
(cria-jogo (copia-tabuleiro (jogo-tabuleiro jogo)) (jogo-jogador jogo) (jogo-pontos-jogador1 jogo) (jogo-pontos-jogador2 jogo) (copy-list (jogo-historico-jogadas jogo))))
;;; Verificar se existe fio,
;;; Remover fio,
;;; Verificar se nao existem fios adjacentes na origem ou no destino,
;;; Se nao existirem remover moedas e adicionar valor das moedas a' pontuacao do jogador
;;; Caso existam fios adjacentes o jogador joga novamente
;;; Caso contrario passa-se ao turno do proximo jogador
(defun jogo-aplica-jogada! (jogo id)
(let ((fio-tmp (tabuleiro-fio-com-id (jogo-tabuleiro jogo) id))
(acc 0))
(cond ((not (eq fio-tmp NIL))
(tabuleiro-remove-fio-com-id! (jogo-tabuleiro jogo) id)
(setf (jogo-historico-jogadas jogo) (nconc (jogo-historico-jogadas jogo) (list id)))
; (setf (jogo-historico-jogadas jogo) (reverse (jogo-historico-jogadas jogo)))
; se nao houver fios nos pontos origem ou destino do fio removido, remover moeda e atribuir pontos
(cond ((and (eq (tabuleiro-fios-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp)) NIL)
(eq (tabuleiro-fios-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp)) NIL))
(incf acc (tabuleiro-moeda-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp)))
(incf acc (tabuleiro-moeda-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp)))
(tabuleiro-remove-moeda-posicao! (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp))
(tabuleiro-remove-moeda-posicao! (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp))
(cond ((eq (jogo-jogador jogo) 1) (incf (jogo-pontos-jogador1 jogo) acc))
((eq (jogo-jogador jogo) 2) (incf (jogo-pontos-jogador2 jogo) acc))))
((eq (tabuleiro-fios-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp)) NIL)
(incf acc (tabuleiro-moeda-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp)))
(tabuleiro-remove-moeda-posicao! (jogo-tabuleiro jogo) (fio-origem fio-tmp))
(cond ((eq (jogo-jogador jogo) 1) (incf (jogo-pontos-jogador1 jogo) acc))
((eq (jogo-jogador jogo) 2) (incf (jogo-pontos-jogador2 jogo) acc))))
((eq (tabuleiro-fios-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp)) NIL)
(incf acc (tabuleiro-moeda-posicao (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp)))
(tabuleiro-remove-moeda-posicao! (jogo-tabuleiro jogo) (fio-destino fio-tmp))
(cond ((eq (jogo-jogador jogo) 1) (incf (jogo-pontos-jogador1 jogo) acc))
((eq (jogo-jogador jogo) 2) (incf (jogo-pontos-jogador2 jogo) acc))))
(T (cond ((eq (jogo-jogador jogo) 1) (setf (jogo-jogador jogo) 2))
((eq (jogo-jogador jogo) 2) (setf (jogo-jogador jogo) 1)))))))))
(defun jogo-terminado-p (jogo)
(cond ((eq (tabuleiro-fios (jogo-tabuleiro jogo)) '()) T)
(T NIL)))
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;;; ;;;
;;; Estrutura problema ;;;
;;; ;;;
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(defstruct problema
estado-inicial
jogador
accoes
resultado
teste-corte-p
funcao-avaliacao
historico-accoes
chave-equivalencia)
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; ;;;
;;; Funcoes do problema ;;;
;;; ;;;
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(defun accoes (jogo)
(let ((res))
(dolist (el (tabuleiro-fios (jogo-tabuleiro jogo)) res)
(setf res (nconc res (list (fio-id el)))))
(setf res (reverse res))))
(defun resultado (jogo id)
(let ((res (copia-jogo jogo)))
(jogo-aplica-jogada! res id)
res))
(defun teste-terminal-p (jogo prof)
(declare (ignore prof))
(jogo-terminado-p jogo))
(defun utilidade (jogo jogador)
(let ((res))
(cond ((= jogador 1)
(setf res (- (jogo-pontos-jogador1 jogo) (jogo-pontos-jogador2 jogo))))
(T (setf res (- (jogo-pontos-jogador2 jogo) (jogo-pontos-jogador1 jogo)))))))
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;;; ;;;
;;; Minimax ;;;
;;; ;;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
(defvar terminais 0)
(defun minimax (problema jogador)
(values (min-value problema (problema-estado-inicial problema) jogador) terminais))
; (values 5 14 40320))
(defun min-value (problema estado jogador)
(cond ((teste-terminal-p estado NIL)
(incf terminais)
(values (utilidade estado jogador) terminais))
(T (let ((v #.MOST-POSITIVE-FIXNUM))
(dolist (a (accoes estado) v)
(cond ((eq jogador (funcall (problema-jogador problema) (resultado estado a)))
(setf v (min (max-value problema (resultado estado a) jogador))))
(T (setf v (min v (min-value problema (resultado estado a) jogador))))))))))
; (setf v (min v (max-value problema (resultado estado a) jogador))))))))
(defun max-value (problema estado jogador)
(cond ((teste-terminal-p estado NIL)
(incf terminais)
(values (utilidade estado jogador) terminais))
(T (let ((v #.MOST-NEGATIVE-FIXNUM))
(dolist (a (accoes estado) v)
(cond ((eq jogador (funcall (problema-jogador problema) (resultado estado a)))
(setf v (max (min-value problema (resultado estado a) jogador))))
(T (setf v (max v (max-value problema (resultado estado a) jogador))))))))))
; (setf v (max v (min-value problema (resultado estado a) jogador))))))))
(load "interface-moedas.fas")
(load "exemplos.fas")